新能源：航空業(yè)無(wú)法拒絕的誘惑？
Solar Impulse的太陽(yáng)能飛機(jī)
每當(dāng)乘坐飛機(jī)在起飛的一剎那都會(huì)想起《逍遙游》里“水擊三千里，摶扶搖而上者九萬(wàn)里”的大鳥(niǎo)。這只“大鳥(niǎo)”扶搖直上的動(dòng)力源非神力，而是航空燃油，航空燃油卻又恰恰是從不可再生而當(dāng)下一路看漲的石油中提煉出來(lái)的。每年占全球二氧化碳排放總量2％的高污染也是國(guó)際航空業(yè)的一大“心病”。在雙重“煎烤”下的國(guó)際航空開(kāi)始探索 “新”能源。
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生物燃料逐漸替代航空燃油？
根據(jù)國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)（IATA，以下簡(jiǎn)稱國(guó)際航協(xié)）和Platts公司最新發(fā)布的全球航油價(jià)格，截至2008年8月22日，全球航油價(jià)格達(dá)到331.8美分/加侖，合139.4美元/桶。以2008年全年航油平均價(jià)格142.2美元/桶計(jì)算（由2008年1月1日至8月22日價(jià)格平均計(jì)算得出），相較2007年航油支出的1360億美元，全球航空公司在2008年將增加910億美元的航油成本投入，達(dá)到2270億美元。國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)9月4日宣布下調(diào)對(duì)2008年航空運(yùn)輸業(yè)的財(cái)務(wù)預(yù)測(cè)。基于每桶原油113美元（航油140美元）的價(jià)格，2008年全球航空業(yè)將虧損52億美元。
在石油價(jià)格持續(xù)幾年飆升的嚴(yán)峻形勢(shì)下，繼2008年2月24日英國(guó)維珍大西洋航空公司成為世界上第一家完成生物燃料試飛航空公司， 新西蘭航空公司宣布將在今年或明年使用的一架波音737飛機(jī)的一個(gè)引擎中使用生物燃料和航空燃油的混合油；美國(guó)大陸航空公司將會(huì)在2009年投入使用的一架波音737飛機(jī)中使用第三代的生物能源；在2009年初，日航將會(huì)在波音747-300的普惠引擎上測(cè)試第二代生物能源；荷蘭航空宣布，將會(huì)在2010年開(kāi)始在其F-50機(jī)組上使用以藻類(lèi)為基礎(chǔ)的航油。顯而易見(jiàn)，一場(chǎng)航空燃油革命悄然興起。
本報(bào)記者日前與英國(guó)維珍大西洋航空公司駐中國(guó)聯(lián)絡(luò)處取得聯(lián)系，相關(guān)人士介紹說(shuō)，維珍公司此次試飛生物燃料飛機(jī)的主要因由出于環(huán)保需求，而如果試驗(yàn)結(jié)果能夠成功替代現(xiàn)有航空燃料，將是非常理想的一件事。試飛是在波音747-400飛機(jī)的一個(gè)引擎加入20%的生物燃料，這種生物燃料成分包括巴巴蘇油和椰子油。
飛機(jī)燃油大致有三種：航空汽油、航空煤油、航空柴油。民航客機(jī)燃油因具體機(jī)型和發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型種類(lèi)而不同：渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)多使用航空煤油；活塞發(fā)動(dòng)機(jī)多使用航空汽油。也有部分小型民航客機(jī)（例如一些小型商務(wù)機(jī)）使用航空柴油。普遍的客機(jī)絕大多數(shù)使用航空煤油。
記者在采訪中國(guó)石油化工研究院有關(guān)專家時(shí)了解到，大型客機(jī)能在1萬(wàn)米之上高空飛行，發(fā)動(dòng)機(jī)必須適應(yīng)高空缺氧，氣溫、氣壓較低的惡劣環(huán)境；航空煤油還應(yīng)有較好的低溫性、安定性、蒸發(fā)性、潤(rùn)滑性以及無(wú)腐蝕性，不易起靜電和著火危險(xiǎn)性小等特點(diǎn)。這些性能都有精確的數(shù)據(jù)指示來(lái)表示。例如揮發(fā)性的閃點(diǎn)（閉口）不應(yīng)低于38℃、不應(yīng)高于55℃～60℃，因?yàn)檫@一指標(biāo)決定了飛機(jī)的啟動(dòng)性能，有關(guān)專家對(duì)生物燃料在潔凈性的實(shí)際膠質(zhì)指標(biāo)上存在的疑慮最大：航空煤油的實(shí)際膠質(zhì)量不應(yīng)大于7mg/100ml，這一指標(biāo)乙醇類(lèi)燃料比較容易達(dá)到，而生物柴油就非常困難。
在多達(dá)20多類(lèi)項(xiàng)目指標(biāo)的具體指標(biāo)能否將生物燃料“拒之門(mén)外”呢？有關(guān)專家認(rèn)為，進(jìn)行生物燃料試飛的過(guò)程均有飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)廠家的身影，這些指標(biāo)之所以嚴(yán)格是因?yàn)楝F(xiàn)在已有的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)在高空作業(yè)要求航油必須達(dá)到這樣嚴(yán)格的指標(biāo)，而一旦發(fā)動(dòng)機(jī)廠家能夠根據(jù)試飛結(jié)果來(lái)改動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，也就是生產(chǎn)出適合高空作業(yè)的生物燃料的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，那所有的指標(biāo)都可能隨之改變。這很有可能將是飛機(jī)史上的一次革命。
與我國(guó)生物燃料發(fā)展處于世界領(lǐng)先的地位截然相反的是，因?yàn)槲覈?guó)目前飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)尚不能實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)，相關(guān)專家認(rèn)為我國(guó)航空燃料替代的前景還非常遙遠(yuǎn)。
40年太陽(yáng)能
讓飛機(jī)告別燃油時(shí)代
比生物燃料替代更“酷”的消息來(lái)自瑞士的陽(yáng)光動(dòng)力。記者在采訪國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)時(shí)了解到：國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì) 已成為陽(yáng)光動(dòng)力飛機(jī)的戰(zhàn)略合作伙伴（Institutional Partner）。陽(yáng)光動(dòng)力飛機(jī)是一種實(shí)現(xiàn)了無(wú)燃料消耗和零排放的太陽(yáng)能飛機(jī)。記者電話采訪了陽(yáng)光動(dòng)力公司CEO André Borschberg先生。他向記者詳細(xì)介紹了太陽(yáng)能飛機(jī)的基本情況。 André Borschberg先生說(shuō)：“Solar Impulse 傳達(dá)了一個(gè)革命性的概念，突破材料、能源管理和人機(jī)界面等領(lǐng)域的現(xiàn)有瓶頸，是一架設(shè)計(jì)創(chuàng)新的飛機(jī)。”
這架飛機(jī)機(jī)翼長(zhǎng)達(dá)80米，與空客 A-380有一比。這樣大型的機(jī)翼可為太陽(yáng)能光電池提供足夠的表面積，同時(shí)可降低誘導(dǎo)阻力。與傳統(tǒng)飛機(jī)相比，Solar Impulse 的大小與重量可謂不成比例：空客重560噸，而這架太陽(yáng)能飛機(jī)僅重兩噸！憑借良好的空氣動(dòng)力性能，Solar Impulse 的超輕機(jī)體可承受相當(dāng)?shù)臉O限壓力。
在第一階段，陽(yáng)光動(dòng)力計(jì)劃制作了一架相對(duì)較小的樣機(jī)，長(zhǎng)度為61米，重1.6噸。當(dāng)介紹如何在高空更好地將太陽(yáng)能量轉(zhuǎn)化為飛機(jī)的動(dòng)力時(shí)André Borschberg先生說(shuō)：“從太陽(yáng)能板到螺旋推進(jìn)器，飛行推進(jìn)鏈上的每個(gè)環(huán)節(jié)都必須優(yōu)化。”制造Solar Impulse需要最先進(jìn)的技術(shù)，激發(fā)和推動(dòng)科學(xué)界對(duì)復(fù)合結(jié)構(gòu)、輕盈智能型材料、能量生產(chǎn)和儲(chǔ)存等領(lǐng)域的研究。機(jī)翼外包裹一層由超薄太陽(yáng)能電池組成的“皮膚”，密封而靈活，可承受重壓和變形。駕駛艙僅能容納一位飛行員，他必須在12000米高度和極低氣壓和溫度下駕駛飛機(jī)。在最終版模型里，駕駛艙將配備生存系統(tǒng)以支持長(zhǎng)時(shí)間飛行，生存系統(tǒng)具有耐壓、供氧和去二氧化碳、去濕等功能。這些設(shè)備也必須盡可能輕巧和低功耗，以免加重推進(jìn)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。
機(jī)翼上的鋰電池白天吸收能量。太陽(yáng)能所提供的24小時(shí)平均發(fā)動(dòng)機(jī)功率（12HP），實(shí)際已相當(dāng)于1903年Wright Brothers（懷特兄弟）首次動(dòng)力飛行的發(fā)動(dòng)機(jī)功率！因此，只能通過(guò)優(yōu)化效能，降低機(jī)身重量，才能取得成功。
記者還了解到，陽(yáng)光動(dòng)力為達(dá)到太陽(yáng)能飛機(jī)實(shí)現(xiàn)環(huán)球飛行的目標(biāo)，制定了詳細(xì)的階段實(shí)施計(jì)劃。計(jì)劃分若干階段：2007年造出第一架樣機(jī)，2008年進(jìn)行測(cè)試飛行。其任務(wù)是在2009年實(shí)現(xiàn)有史以來(lái)第一次夜間飛行。第二架飛機(jī)于2010年問(wèn)世，正式冠以太陽(yáng)能飛機(jī)之名。“陽(yáng)光動(dòng)力”自信地認(rèn)為，這架飛機(jī)將在人類(lèi)飛行歷史上實(shí)現(xiàn)更多的“第一次”，足以媲美飛越美國(guó)和太平洋等飛行創(chuàng)舉。環(huán)球飛行將成為一系列偉大初演的亮點(diǎn)。環(huán)球飛行計(jì)劃于2011年5月起飛，沿北回歸線繞地球飛行一周，中途在北半球每個(gè)大陸短暫停留一次，更換飛行員，以及向公眾、科學(xué)界及政界展示成果。每次飛行會(huì)持續(xù)四至五天，這是飛行員單獨(dú)飛行可堅(jiān)持的最長(zhǎng)時(shí)間。
當(dāng)記者問(wèn)到此環(huán)球飛行是否途經(jīng)中國(guó)并降落中國(guó)的機(jī)場(chǎng)時(shí)，André Borschberg先生說(shuō)：“這要協(xié)調(diào)中國(guó)政府，如果條件允許他們一定會(huì)在中國(guó)停留。”
在“陽(yáng)光動(dòng)力”太陽(yáng)能飛機(jī)的試飛計(jì)劃中，國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)幫助陽(yáng)光動(dòng)力與每個(gè)站點(diǎn)、航管局之間溝通，幫助太陽(yáng)能飛機(jī)進(jìn)行測(cè)試。
Solar Impulse計(jì)劃的總預(yù)算為7000萬(wàn)歐元，目前已取得65%的贊助，足以支持第一架樣機(jī)的制造和試飛。記者在問(wèn)到每架太陽(yáng)能飛機(jī)的成本問(wèn)題時(shí)，André Borschberg先生認(rèn)為，“因?yàn)橐磺卸歼處在試驗(yàn)階段，所以制造成本現(xiàn)在還不能提供準(zhǔn)確數(shù)字。‘陽(yáng)光動(dòng)力’更想憑借‘Solar Impulse計(jì)劃’在全球范圍內(nèi)傳達(dá)航空業(yè)的環(huán)境保護(hù)理念。”
管理環(huán)節(jié)“新能源化”
在國(guó)際航協(xié)的協(xié)調(diào)管理中，管理方式的優(yōu)化也是非常有價(jià)值的一種能源。在油價(jià)高企的嚴(yán)峻形勢(shì)下，為了能繼續(xù)為3200萬(wàn)人提供就業(yè)機(jī)會(huì)，同時(shí)繼續(xù)支持著35000億美元的整體經(jīng)濟(jì)效益，航空公司必須像其他行業(yè)一樣，改變方式以順應(yīng)市場(chǎng)的變化。
基于此，我們似乎有理由相信國(guó)際航空業(yè)在能源替代與環(huán)保方面所作出的不懈努力，但由于技術(shù)等客觀因素，種種嘗試需要付出更多的積極努力，當(dāng)然，更多人希冀新能源能夠?yàn)閲?guó)際航空領(lǐng)域帶來(lái)全新的前景。
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